晶圆制造指的是根据设计出的电路板图,通过炉管、湿刻、淀积、光刻、干刻、注入、退火等不同工艺流程在半导体晶圆基板上形成元器件和互联线,最终输出整片已经完成功能及性能实现的晶圆片。该产业属于典型的资产和技术密集型产业 。根据格罗方德晶圆厂数据,总投资的 80%用于购买设备。全部设备中的 80%是晶圆制造设备,20%是封测及其他设备。
目前的半导体企业主要有三种模式,IDM,fabless,foundry。IDM 就是企业自身完成芯片设计、制造、封测整个流程的企业,比如 Intel,IBM 等。Fabless 是指那些设计芯片架构但本身没有晶圆厂,需要外包给晶圆代工厂进行加工制造的企业,比如 ARM、高通、苹果、华为等。 Foundry 是指专门做晶圆代工的企业,比如台积电、联华电子、格罗方德等。某些晶圆代工厂也会涉及到芯片设计环节,比如三星除了代工苹果 A 系列和高通骁龙的芯片系列,自己也会研发猎户座芯片,但是台积电只做晶圆代工,不涉及芯片设计,主要接单替苹果和华为代工生产。晶圆代工行业是一个典型的技术和资金密集型产业,市场进入壁垒极高,所以如果没有较高的利润率和数量庞大的订单的维持,晶圆厂的运营是很难运营下去的。因此越来越多的半导体企业逐步转向 Fabless 模式,只有台积电、联电、格罗方德等晶圆代工厂还维持晶圆代工业务。
图表 半导体芯片制造工艺流程
2019 年中国大陆晶圆代工市场约66.5亿美元同比增长10.1%,464.7亿元人民币,大陆集成电路向 “大设计- 中制造-中封测”转型,大陆的设计、制造将起航。
图表 2017-2019年我国晶圆代工市场规模